Prečo sú predpovede počasia často nesprávne? (Pretože je tak ťažké to predvídať)

Zatiaľ čo vedci ako Einstein, Newton, Maxwell a ďalší mohli vytvárať teoretickú fyziku schopnú predpovedať skutočné udalosti s presnosťou a presnosťou, zatiaľ čo meteorologickí vedci (odborníci na počasie a atmosféru) čelili inej realite.

Predpovede meteorológov o počasí sú často v rozpore so skutočnými udalosťami.

Ľudia boli schopní presne predpovedať polohy planét, mesiacov, komét už stovky rokov v budúcnosti, ale stále nie sú schopní presne odhadnúť, aké bude počasie jedného dňa v budúcnosti? Prší? Aká je teplota?

Veda o počasí sa rýchlo rozvinula

Veda o počasí alebo meteorológia sa začali rozvíjať pred storočím, keď matematik Lewis Fry Richardson počítal ručne do 6 týždňov, aby predpovedal ďalších 6 hodín počasia.

Predpoveď počasia závisí od pokroku počítača. Pre meteorológov je to obrovský úspech. Pre nás, širokú verejnosť, to vlastne nemá význam.

Predpoveď počasia zaznamenala výrazný vývoj najmenej za posledných 20 rokov.

3-dňová predpoveď počasia, ktorá sa dnes robí, je lepšia ako jednodňová predpoveď počasia, ktorú robili pred 20 rokmi.

Vedci o počasí dnes nemôžu pracovať bez numerických predpovedí, ktoré na predpovedanie počasia používajú matematické rovnice.

Výpočet tejto matematickej rovnice si vyžaduje sofistikovaný počítač a množstvo údajov o fyzických parametroch dostupných na zemi, na mori aj vo vzduchu.

V atmosfére sa nachádzajú molekuly 2 × 10⁴⁴ (200 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000), ktoré sa pohybujú náhodne a my sa snažíme vypočítať pohyby všetkých týchto molekúl naozaj ťažko.

Milióny údajov, ktoré sa musia zhromaždiť a spracovať

Krátkodobé predpovede závisia od teploty, oblačnosti, dažďových zrážok, vetra a tlaku vzduchu. Dlhodobé predpovede, pridajte teploty na zemi a na mori, morské prúdy, znečistenie ovzdušia a mnoho ďalších.

Predpovedanie zajtrajšieho ranného počasia si vyžaduje veľké úsilie. BMKG zhromažďuje každý deň milióny pozorovacích údajov získaných zo staníc na mieste, ako aj z meteorologických balónov a satelitov.

Prečítajte si tiež: Prečo študovať matematiku? Nekupujte Siomay pomocou logaritmov, však?

Jedna meteorologická stanica nedokáže zhromaždiť toľko informácií. Používa sa veľká sieť meteorologických staníc, ktoré zhromažďujú údaje na viacerých miestach v priebehu času.

nástroj na predpovedanie počasia

Niektoré stanice sa nachádzajú na pevnine, ktoré pozostávajú minimálne z anemometra na meranie rýchlosti a smeru vetra, vodnej nádrže na meranie zrážok a hydrotermometra na meranie teploty a vlhkosti.

Niekoľko ďalších staníc pláva v oceáne a v bóji je nainštalované pozorovacie zariadenie. A stále existujú pohyblivé stanice, pozorovacie zariadenia nainštalované na lietadlách a lodiach. Plus meteorologické satelity a rádiosondy balóny na získanie údajov z vyšších vrstiev atmosféry.

predpovede atmosférického počasia

Všetky údaje o fyzických parametroch zo všetkých týchto staníc generujú každý deň viac ako 1 milión údajov.

Váš prenosný počítač alebo počítač nebude schopný tieto údaje uložiť, nieto ich spracovať. Ale meteorológovia majú superpočítače, výkonné motory schopné vypočítať milióny údajov za sekundu.

Superpočítač na predpovedanie počasia

predpoveď počasia superpočítačom

V Spojených štátoch existujú superpočítače prevádzkované Národným centrom pre predpovede životného prostredia (NCEP). Pri práci so superpočítačmi existuje viac ako 10 000 procesorov pracujúcich s 2,6 petabajtmi dát.

Tam sa pozorované údaje prenášajú do mozgu superpočítača, ktorý pomocou zložitých matematických modelovacích rovníc predpovedá, ako sa zmenia poveternostné podmienky v priebehu času. Výsledky tejto predpovede superpočítača sa potom vysielajú alebo šíria medzi verejnosťou prostredníctvom televízie, internetových stránok, aplikácií a ďalších.

Nemyslite si, že tento superpočítač nemôže robiť chyby, dokonca ani s takou pokročilou technológiou nie je celkom schopný čeliť veľkej výzve predpovedania počasia.

Rozsiahle poveternostné javy, z ktorých každý je ovplyvňovaný rôznymi premennými. Zvážte napríklad, ako bude slnečné žiarenie ohrievať zemský povrch, ako rozdiely v tlaku vzduchu budú poháňať vetry a ako zmeny vo vodnej fáze, topenie a odparovanie ovplyvnia tok energie.

Meteorológovia v súčasnosti využívajú na zvládanie chaosu technológie a techniky, ktoré sa neustále aktualizujú, napríklad predpovede pomocou súboru, ktoré sú založené na niekoľkých predpovediach, pričom každá predikcia má odlišný východiskový bod.

Ak všetky predpovede v zostave vyzerajú rovnako, potom sa predpokladá, že počasie bude normálne. Ak existujú predpovede, ktoré vyzerajú nápadne odlišne, potom sa predpokladá, že počasie sa bude meniť.

Prečítajte si tiež: Čo je tardigrade? Prečo si sa dostal na Mesiac?

Bohužiaľ, chaos tu stále je, meteorológovia nikdy nemôžu predpovedať počasie s absolútnou istotou. Či už budú búrky, víchrice, extrémny dážď, vždy to prinesie katastrofu s malým varovaním.

Chaos, neporiadok ako podstata vesmíru

Malé zmeny ktorejkoľvek z premenných v tomto zložitom výpočte môžu mať veľký vplyv na budúce počasie. Edwan Lorenz, meteorológ z MIT, to nazýva motýlí efekt.

Jednoducho takto zobrazené, mávanie krídlami motýľa uprostred ázijského lesa môže v New Yorku spôsobiť silný dážď.

Je známy ako otec teórie chaosu, vedeckého princípu, ktorý popisuje super komplexné systémy, ako sú napríklad systémy počasia, kde malé zmeny v počiatočných podmienkach môžu drasticky zmeniť konečný výsledok.

Z dôvodu tohto chaosu alebo nezrovnalostí existuje určitá hranica, v ktorej sa predpovede počasia považujú za presné. Lorenz stanovil túto hranicu o dva týždne.

Ďalej numerické rovnice používané na simuláciu atmosféry tiež podliehajú chaosu s malými chybami, ktoré je možné znásobiť.

Počasie v oblastiach s vysokou zemepisnou šírkou je veľmi ovplyvňované pohybom rôznych hmôt vzduchu, ktoré sú ovplyvňované nízkotlakovými systémami. Pohyb vzdušných hmôt je pomerne ľahké predvídať, pretože sa pohybuje postupne.

Medzitým v tropických oblastiach, ako je svet, prijímajte veľa energie zo slnka, čo spôsobuje, že konvekčná aktivita je chaotickejšia, takže je ťažšie ju predvídať.

Chaos v prírode znamená, že pokiaľ budeme naďalej predpokladať procesy v atmosfére, budú vždy existovať možnosti, aby sa modely mohli mýliť.

Ako sa dá predpovedať počasie v budúcnosti?

Vyžadujú sa údaje vo vysokom rozlíšení priestorovo aj časovo. Potrebuje viac, milióny staníc na pozorovanie počasia na rôznych miestach.

Našťastie pri dnešnom technologickom pokroku môžu byť stanice na pozorovanie počasia menšie a mobilnejšie. Táto stanica na pozorovanie počasia bude pravdepodobne v dome každého človeka alebo vo vozidle dokonca aj v smartfóne.

Pretože sa zhromažďuje čoraz viac údajov, sú potrebné modernejšie a rýchlejšie superpočítače.

Nič nie je užitočnejšie ako naša vlastná pripravenosť na počasie. Ako sa hovorí, dáždnik si nechajte skôr, ako prší.

Odkaz

  • Prečo Predpoveď počasia bude vždy trochu nesprávna
  • Prečo nemôže vedec predpovedať počasie

Posledné príspevky

$config[zx-auto] not found$config[zx-overlay] not found